Подогреватель соленой воды опреснительной установки Советский патент 1983 года по МПК C02F1/10 F22D1/28 C02F103/02 

Изобретение относится к подо1ревателям опреснительных установок, применяемым для опреснения соленых вод методом дистилляции. И 3 ве сте н подо гре ватель соленоЛ воды опреснительиой установки с вынесенной зоной кипения, содержащий вертикальный корпус с патрубками подачи и отвода соленой водыг грекядего пара установленные в нём теплообменные трубы, сепаратор, расаяирительную вставку и опускные циркуляционные трубы. Для уменьшения н.кипеобразоваг ния используется меловая затравка til V Однако для работы казвдой ступени необходим самостоятельный контур рециркуляции затравки и сооружение цепочки регенеративного подогрева, что ведет к значительному усложнению и удорожанию установки, .креме того, к увеличению мощностей электродвигателей, необходимых для прокачки раствора по этим контурам, цикличность работы - остановка через каждые 4-6 месяцев для промывки кислотой пароводяных подогревателей, снижение произ водительности за счет теплопотерь при повышенной продувке, необходимой для предотвращения вторичного накипе образования и налипания шлама на поверхности нагрева. Известен также подогреватель соленой воды опреснительной установки, содержа1ций вертикальный корпус с паТ рубками подачи и отвода соленой воды, установленные в нем теплообменные трубы, размещенные в межтрубном пространстве горизонтальные перегородки, верхнюю, в полости которой размещена мешалка, и нижнюю,торцовые крышки. В качестве накипеобразую1П ей затравки в подогревателе применены стеклянные или металлические шарики 2. Недостатками данного подогревателя соленой воды являются: использование в качестве накипеобразующей затравки стеклянных или ме-г таллическнх шариков, изготовление и доставка которых требует определенных .затрат/ цикличность работы увязан ной со шламоудсшением и тгромывкой, ремонтом перепускной трубки в случае забивания ее стеклянными шариками неэффективность работы в результате образования заторов при подаче шариков, на поверхности которых имеются отложения накипи, для повторного оборота трубы горизонтальной мешалкой и пробок при движении стеклянных шариков во взвешенном состоянии в трубах конденсирования. . Известен подогреватель соленой воды, содержащий вертикальный корпус с расширительной камерой, конусообразные переходы, секции подогревате я меньшего диаметра, сепаратор, нагревательные трубы, арматуру для под вода и отвода пара, для нагрева нагре вательных труб, арматуру для подвода и отвода масла и инертного газа, гид роциклон, контрольные клапаны питани патрубки и арматуру для подвода и от вода испаряемой жидкости, верхнюю и конусообразную нижнюю торцовые крышки, температурные сенсоЕМ З. Недостатками известного подогрева теля являются: сложность многоступенчатого испол нения установки, обусловленная наличием труб и арматуры для перепуска масла, исходной жидкости, инертного газа, рассола, пара и дистиллята, приводящая к сложности регулирования и обслуживания, использование потока восходящей парогазовой смеси для направленной скорости растекания смеси (маслоисходная жидкость),.что приводит к сры ву масляной пленки на отдельных учас ках рабочей поверхности, на которых усиливается накипеобразование, умень шающее коэффициент теплопередачи; конструкция крепления нагреватель ных трубок, в которой отсутствуют СО ответствукмяие методы предотвращения накипеобразования и системы удаления конденсата из них, работа которо связана с определенными потерями пар необходимого для нагрева исходной жидкости; покрытие рабочих поверхностей подогревателя-испарителя веществом с водоадсорбирующими свойств.ами значительно ниже нуля. Все это приводит к цикличности работыустановки, увеличению энергозатрат, снижению произ водительности и надежности,в работе, неэкономичности и увеличению стоимостных показателей.. Цель изобретения - повышение производительности за счет непрерывного ввода накипеобразующей затравки. Указанная цель достигается тем, что подогреватель соленой воды опрес нительной установки, содержащей вертикальный корпус с патрубками подачи и отвода соленой воды, установлен ные в нем теплообменные трубы, разме щенные в межтрубном пространстве горизонтальные перегородки, верхнюю и конусообразную нижнюю торцовые крышки, снабжен прикрепленной к нижней крышке валковой дробильной камерой с патрубками для отвода суспензии, выходной конец которого размещен соосно в патрубке подачи исходной воды, и раздающим коллектором с соплами, установленными в нижних концах теплообменных труб. На фиг.1 схематично изображен предлагаемый подогреватель соленой ВОЛ опреснительной установки на фиг.2 - узел I на фиг.1. Подогреватель соленой воды содер- жит вертикальный корпус 1, патрубок 2 подачи исходной соленой воды, патрубок 3 отвода суспензии, выходной конец которого размещен оэосно в патярубке 2 подачи исходной соленой воды, раздающий коллектор 4- с соплами 5, теплообменные трубы 6, нижнюю торцовую крышку 7, выполненную в виде конуса, завершающегося отверстием, прикрепленную к нижней торцов 5й крышке 7 валковую дробильную камеру 8, верхнюю торцовую крышку 9, камеры 10 конденсации, образованные горизонтальными перегородками 11, сборники 12 дистиллята, трубопровод 13, насос 14, патрубок 15 отвода исходной соленой воды. Сепаратор 16, гелионагреватель 17 аккумулятор 18 и адиабатный опреснитель 19 являются paбoчи IИ блоками для функционирования подогревателя 1 соленой воды. Подогреватель соленой воды работает следующим образом. Исходная соленая .вода поступает в патрубок 2 подачи, одноврб мен.но увлекая жидкостный раствор с иакипеобразующими затравками вытекающего из патрубка 3 отвода суспен.зк:и, -выходной конец которого размещен соосно в патрубке 2 подачи исходной воды, в pas дающий коллектор 4 с соплами 5, установленными в нижних концах теплообменных труб б. Скорость исходной жидкости находится в равновесии со скоростью осаждения накипеобразующей затравки, в результате чего частицы накипеобразующей затравки интенсивно двигаются друг относительно друга в потоке соленой воды, образуя в таком состоянии псевдоожиженный слой в теплообменных трубах 6. В этом псевдоожиженном слое трение между частицей накипеобразующей затравки и потоком компенсируется весом частицы, вертикальная составляющая силы сцепления соседних частиц уменьшается, а перепад давления в любом сечении псевдоожиженногослоя будет равным весу потока с частицами в этом сечении. Подобное состояние в псевдоожиженном слое приводит к интенсивному перемешиванию в потоке исходной воды, что соответственно способствует процессу, кристаллизации продуктов накипи на частицах накипеобразующей затравки. Кроме того, энергичное движение частиц очищающе воздействует на пристенную жидкую пленку Hci внутренних

стенках теплообменных труб 6, IB ре-/ зультате чего процесс переноса тепла интенсифицируется.

В результате конденсации пара в камерах 10 конденсации подогревателя 1 соленой воды, образованных горизонтальными .перегородками 11, получаемого от адиабатного опреснителя 19, исходная соленая вода с псевдоожиженным слоем иакипеобразующей затравки, протекающая по теплообменным трубам б, нагревается. Кристаллизация продуктов накипи на частицах и акипе образующей затравки в результате интенсивного перемешивания и процесса нагрева, за счет конденсации пара, приводит к их укрупнению, что способствует процессу естественного осаждения. Увеличенные в размерах частицы накипеобразующей затравки, осаждаясь попадают в полость,- ограниченную нижней торцовой крышкой 7, выполненной в виде конуса оканчивающегося отверстием, через которое осаждающиеся частицы накипеобразующей затрав попадают в прикрепленную к нижней торцовой крышке 7 валковую дробильную камеру 8, где происходит дробление укрупненных частиц.

Образующаяся после дробления суспензия, в качестве рецикла отводится из валковой дробильной камеры 8 при помощи патрубка 3 отвода суспензии, выходной конец которого размещен соосно в патрубке 2 подачи исходной соленой воды. Далее процесс повторяется.

Охлажденный пар попадает в сборник 12 дистиллята камер 10 конденсации подогревателя 1 соленой воды, а . оттуда по трубопроводу 13 при помощи насоса 14 подается потребителю.

При работе подогревателя 1 соленой воды могут образовываться мелкие часг тицы накипеобразующей затравки, скорость витания которых значительно ниже скорости исходной соленой воды, в результате чего возможен их унос из псевдоЪжиженного слоя. Поэтому, для предотвращения попадания мелких частиц накипеобразующей затравки, соленая вода поступает из теплообменных труб 6 в пространство, заключенное верхней торцовой крышкой 9, .далее через патрубок 15 отвода исходной соле|ной воды в рабочие блоки установки: сепаратор 16, гелионагреватель 17/ аккумулятор 18 и адиабатный опреснитель 19.

Предложенный подогреватель соленой воды опреснительной установки дает воз.мэжность повысить температурный

режим нагрева исходной соленой воды, значительно отодвинуть границы сульфатнохх) барьера, что позволяет снизить переменную часть удельных расчетных затрат, исключить образование накипи в подогревателе соленой воды, устранить полностью дорогостоящие кислотные очистки, исключить из конструкции аппарата самостоятельные контуры рециркуляции аппарата, самостоятельные контуры суспензии и сооружение цепочки регенеративного подогрева, что приводит к значительному упрощению установки, простоте монтажа : и обслуживания, возможности наладки автоматического регулирования, снижению расхода электроэнергии, так как уменьшается количество насосов до :уинимума, к уменьшению энергоза трат для цепочки регенеративного подогре,ва, к увеличению надежности работы/, обусловленную отсутствием излишнего количества арматуры и труб для перепуска суспензии, к уменьшению расхода металла, обеспечению компактности и повышению производительности. Все это приводит к значительному снижению стоимости установки и конечного продукта-дистиллята.

Формула изобретения

Подогреватель соленой воды опреснительной установки, содержащий вертикальный корпус с патрубками подачи и отвода соленой водал, установленные в нем теплообменные трубы, размещенные в межтрубном пространстве горизонтальные перегородки, верхнюю и конусообразную нижнюю торцовые iкрышки, отличающийся тем, что, с целью повышения его производительности за счет непрерывного ввода накипеобразующей затравки, он снабжен прикрепленной к нижней крышке валковой дробильной камерой с патрубками для отвода суспензии, выходной конец которого размещен соосно впатрубке подачи исходной воды, и раздающим коллектором с соплами, установленными в нижних концах теплообменных труб.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Дыхно А.(О. Использование морской воды на тепловых электростанциях. М., Энергия, 1974, с. 85-88.

2.Ргос 5th Intern. Symposium of Fresh. Water from the Sea, 1976, vol.2, p. 167-183.

3.Патент OflA № 3925148, КЛ. 159-23, 1975.